Кофемашина для химических экспериментов

Химики, равно как и другие исследователи, проводящие длительные эксперименты, часто оборудуют рабочие места машинами для приготовления кофе. До недавнего времени это делалось исключительно ради увеличения содержания кофеина в крови экспериментаторов. Как показали испанские химики, в кофемашине можно не только варить эспрессо, но и проводить непростые химические эксперименты. Например, быстро и дешево определить содержание опасных летучих органических веществ в окружающей среде («Analitical Chemistry», 2016, 88, 12, 6570—6576, doi: 10.1021/acs.analchem.6b01400).

Полициклические ароматические углеводороды — канцерогенные органические вещества, повсеместно присутствующие в окружающей среде. Они образуются при неполном сгорании топлива на заводах и электростанциях, при сжигании бытовых отходов и даже в результате лесных пожаров. Чтобы выяснить, сколько их остается в почве или придонном осадке, нужно приложить немало усилий. Для начала необходимо экстрагировать опасные вещества из образца, на это уйдет не меньше суток и огромное количество органических растворителей. Конечно, существуют более быстрые методики концентрирования полициклических ароматических соединений, которые требуют меньше растворителя, но для них нужно сложное и дорогое оборудование.

В один прекрасный день Франциска Эстеве-Турильяса из университета Валенсии посетила мысль: а нельзя ли использовать для экстракции полициклических ароматических углеводородов кофемашину? Ведь горячая вода быстро забирает все ароматные вещества, содержащиеся в кофе. Естественно было заменить молотый кофе образцом почвы, а воду — смесью растворителей, применяющихся для экстракции и концентрирования веществ из природных образцов.

Исследователи загружали в кофемашину пятиграммовые образцы почвы и обрабатывали их 50 миллилитрами водно-ацетонитрильной смеси (по такой же методике готовят эспрессо), экстракция занимала 11 секунд. Потом смотрели, есть ли в экстракте полициклические ароматические соединения, обычным методом хроматографии (точно так же анализируют экстракты, сделанные традиционным образом за сутки). Результаты, полученные с помощью кофемашины, оказались сравнимыми с традиционными, однако методика, предложенная химиками-аналитиками из Валенсии, намного дешевле и экономит время. Исследователи считают, что при определенной смекалке сложную и дорогую технику для экстракции в аналитической лаборатории можно заменить более простой и дешевой бытовой.

Логично предположить, что новая методика должна сработать во всех случаях, когда приходится экстрагировать вещества для последующего определения. Эстеве-Турильяс планирует проверить, годится ли кофемашина для подготовки проб продуктов питания, фармацевтических препаратов и других объектов.